JP5855024B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関し、更に詳しくは、フィールドシーケンシャル方式を用いた画像表示装置において色割れの発生を抑制する技術に関する。

カラー表示を行う液晶表示装置の多くは、１つの画素を３分割したサブ画素ごとに、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の光を透過させるカラーフィルタを備えている。しかし、液晶パネルに照射されるバックライト光の約２／３がカラーフィルタで吸収されるために、カラーフィルタ方式の液晶表示装置は光利用効率が低いという問題を有する。そこで、カラーフィルタを用いずにカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が注目されている。

フィールドシーケンシャル方式では、１画面の表示期間（１フレーム期間）は３つのサブフレームに分割される。なお、サブフレームはサブフィールドとも呼ばれるが、以下の説明では、統一してサブフレームの語を用いる。第１のサブフレームでは、入力信号の赤色成分に基づいて赤色の画面が表示される。第２のサブフレームでは、入力信号の緑色成分に基づいて緑色の画面が表示される。第３のサブフレームでは、入力信号の青色成分に基づいて青色の画面が表示される。以上のようにして１色ずつ表示を行うことにより、液晶パネルにカラー画像が表示される。このようにフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、カラーフィルタが不要になるので、カラーフィルタ方式の液晶表示装置に比べて光利用効率が約３倍になる。

しかしながら、フィールドシーケンシャルカラー方式には、色割れ（カラーブレーク）が発生するという問題がある。図２７は、色割れの発生原理を示す図である。図２７のＡ部において、縦軸は時間を表し、横軸は画面上の位置を表す。一般に、表示画面内を物体が移動したとき、観測者の視線は物体を追随して物体の移動方向に移動する。例えば図２７に示す例では、白色物体が表示画面内を左から右へ移動したとき、観測者の視線は斜め矢印方向に移動する。一方、Ｒ，Ｇ，およびＢの３個のサブフレーム画像を同じ瞬間の映像から抽出した場合、各サブフレーム画像における物体の位置は同じである。このため、図２７のＢ部に示すように、網膜に映る映像には色割れが発生する。

そこで、日本の特許第３７６６２７４号明細書には、液晶表示装置などのカラー表示装置において次のようにして色割れを低減することが記載されている。このカラー表示装置では、１フレーム期間は少なくとも４つ以上のサブフレームによって構成されている。第１〜第３のサブフレームでは、赤色，緑色，および青色が１色ずつ表示される。第４のサブフレームでは、表示すべき画像に応じて、非３原色の色の表示すなわち少なくとも２つの色による表示（混色表示）が行われる。第４のサブフレームで表示される色は、１フレーム分のＲＧＢ信号からなる原画像信号に対して所定の統計処理を施すこと等によって決定される。

また、本件発明に関連して、以下のような先行技術も知られている。日本の特開平９−９０９１６号公報には、１フレーム期間を赤色，緑色，および青色の３原色のサブフレームと白色または３原色の中間色のサブフレームとで構成することが記載されている。日本の特許第３２１５９１３号明細書には、１フレーム期間を４つのサブフレームに分割し、第４のサブフレームにおいて白色の表示を行うことが記載されている。日本の特許第３９５２３６２号明細書には、１フレーム期間を４つのサブフレームに分割して、第４のサブフレームで点灯する光源の色を各色の輝度の平均値に基づいて決定することが記載されている。日本の特開２００３−２４１１６５号公報には、ＲＧＢ駆動とＲＧＢＷ駆動とを切替可能な構成とし、明るい環境ではＲＧＢ駆動を行い、暗い環境では色割れ防止のためにＲＧＢＷ駆動を行うことが記載されている。

日本の特許第３７６６２７４号明細書 日本の特開平９−９０９１６号公報 日本の特許第３２１５９１３号明細書 日本の特許第３９５２３６２号明細書 日本の特開２００３−２４１１６５号公報

ところが、日本の特許第３７６６２７４号明細書に記載された発明によると、局所的に色割れが強く視認されるような画像の表示が行われる場合には、色割れ抑制の効果が充分には得られない。また、第４のサブフレームで表示される色が非３原色に限定されているため、色割れが視認されにくい画像の表示が行われる際にも複数の光源が点灯し、消費電力の観点で不利である。

そこで本発明は、より効果的に色割れの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式を用いた画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面は、マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含む表示部と前記表示部に光を照射するための色毎に点灯状態／消灯状態の制御が可能な複数色の光源からなる光源部とを有し、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して点灯状態となる光源の色をサブフレーム期間毎に切り替えることによりカラー表示を行う画像表示装置であって、
各フレーム期間に前記表示部に表示されるべき画像である目標画像に基づいて、２以上の色の成分を組み合わせた成分である混色成分のそれぞれについて、色割れの生じやすさの指標である色割れ強度を求める色割れ強度算出部と、
各混色成分についての前記色割れ強度に基づいて、各サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御する光源制御部と
を備え、
１フレーム期間は、前記複数色の光源が１色ずつ点灯する単色点灯用サブフレーム期間と前記複数色の光源が任意の状態を取り得る拡張サブフレーム期間とからなり、
前記色割れ強度算出部は、任意の混色成分を着目成分としたとき、前記表示部に前記目標画像が表示される際に前記着目成分を含む表示が行われるべき１以上の画素形成部からなる領域である第１の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、
前記光源制御部は、前記色割れ強度の最も大きい混色成分である最大混色成分についての前記色割れ強度が大きいほど、前記拡張サブフレーム期間に前記光源部からの出射光に含まれる前記最大混色成分の大きさが大きくなるように、前記拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする。

本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域の面積が大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする。

本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第１の画素領域と前記第２の画素領域との間の距離が小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする。

本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさが小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする。

本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさと前記第２の画素領域における最小の単色成分の大きさとの差が小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする。

本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域の面積が大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第１の画素領域と前記第２の画素領域との間の距離が小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさが小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさと前記第２の画素領域における最小の単色成分の大きさとの差が小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする。

本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記着目成分についての前記色割れ強度を下記の式で算出することを特徴とする。
Ｖ＝Ｆ１（Ｃ）×Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｆ２（Ａ）×Ｇ３（Ｄ）
ここで、Ｃは前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさを表し、Ｍは前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさを表し、Ｓは前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさと前記第２の画素領域における最小の単色成分の大きさとの差を表し、Ａは前記第２の画素領域の面積を表し、Ｄは前記第１の画素領域と前記第２の画素領域との間の距離を表し、Ｆ１（）およびＦ２（）は増加関数を表し、Ｇ１（），Ｇ２（），およびＧ３（）は減少関数を表す。

本発明の第８の局面は、本発明の第６の局面において、
前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記着目成分についての前記色割れ強度を下記の式で算出することを特徴とする。
Ｖ＝Ｋ×Ｆ１（Ｃ）×Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｆ２（Ａ）×Ｇ３（Ｄ）
ここで、Ｋは前記着目成分について予め定められた係数または関数を表し、Ｃは前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさを表し、Ｍは前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさを表し、Ｓは前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさと前記第２の画素領域における最小の単色成分の大きさとの差を表し、Ａは前記第２の画素領域の面積を表し、Ｄは前記第１の画素領域と前記第２の画素領域との間の距離を表し、Ｆ１（）およびＦ２（）は増加関数を表し、Ｇ１（），Ｇ２（），およびＧ３（）は減少関数を表す。

本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
前記色割れ強度算出部は、各混色成分についての色割れ強度を、混色成分毎に予め定められた重み付け処理を行うことによって求めていることを特徴とする。

本発明の第１０の局面は、本発明の第１の局面において、
１フレーム期間には、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の拡張サブフレーム期間が含まれ、
前記光源制御部は、前記色割れ強度の大きさが第１から第Ｎ位までの混色成分をそれぞれ第１から第Ｎの着目成分としたとき、前記第１から第Ｎの着目成分がそれぞれ前記Ｎ個の拡張サブフレーム期間のいずれかにおいて前記光源部からの出射光に含まれる最大の混色成分となるように、前記Ｎ個の拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする。

本発明の第１１の局面は、本発明の第１の局面において、
前記光源制御部は、前記光源部からの出射光に含まれ得る全ての混色成分についての前記色割れ強度が予め定められた大きさよりも小さいとき、前記拡張サブフレーム期間には前記複数色の光源の全てが消灯状態となるよう、前記拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする。

本発明の第１２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記光源制御部は、前記光源部からの出射光に含まれ得る全ての混色成分についての前記色割れ強度が予め定められた大きさよりも小さいとき、前記拡張サブフレーム期間には前記複数色の光源のうちのいずれか１色の光源が点灯状態となり、かつ、前記拡張サブフレーム期間に点灯状態となる色についての単色点灯用サブフレーム期間には前記拡張サブフレーム期間における発光量に応じて本来よりも少ない発光量で光源が点灯状態となるよう、各サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする。

本発明の第１３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記光源制御部は、前記光源部からの出射光に含まれ得る全ての混色成分のうち前記色割れ強度の最も大きい混色成分が前記目標画像の変化に伴い第１の混色成分から第２の混色成分に変化するとき、前記光源部からの出射光に含まれる混色成分に関し、連続する複数のフレーム期間における前記拡張サブフレーム期間において前記第１の混色成分の大きさが徐々に小さくなった後に前記第２の混色成分の大きさが徐々に大きくなるように、前記拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする。

本発明の第１４の局面は、マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含む表示部と前記表示部に光を照射するための色毎に点灯状態／消灯状態の制御が可能な複数色の光源からなる光源部とを有し、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して点灯状態となる光源の色をサブフレーム期間毎に切り替えることによりカラー表示を行う画像表示装置における画像表示方法であって、
各フレーム期間に前記表示部に表示されるべき画像である目標画像に基づいて、２以上の色の成分を組み合わせた成分である混色成分のそれぞれについて、色割れの生じやすさの指標である色割れ強度を求める色割れ強度算出ステップと、
各混色成分についての前記色割れ強度に基づいて、各サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御する光源制御ステップと
を含み、
１フレーム期間は、前記複数色の光源が１色ずつ点灯する単色点灯用サブフレーム期間と前記複数色の光源が任意の状態を取り得る拡張サブフレーム期間とからなり、
前記色割れ強度算出ステップでは、任意の混色成分を着目成分としたとき、前記表示部に前記目標画像が表示される際に前記着目成分を含む表示が行われるべき１以上の画素形成部からなる領域である第１の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度が大きくされ、
前記光源制御ステップでは、前記色割れ強度の最も大きい混色成分である最大混色成分についての前記色割れ強度が大きいほど、前記拡張サブフレーム期間に前記光源部からの出射光に含まれる前記最大混色成分の大きさが大きくなるように、前記拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態が制御されることを特徴とする。

本発明の第１の局面によれば、フィールドシーケンシャル方式を採用する画像表示装置において、１フレーム期間は単色点灯用サブフレーム期間と拡張サブフレーム期間とによって構成され、拡張サブフレーム期間には、色割れの生じやすさの指標である色割れ強度の最も大きい混色成分（最大混色成分）が光源からの出射光に多く含まれるよう、光源の状態が制御される。また、最大混色成分についての色割れ強度が大きいほど、拡張サブフレーム期間における光源からの出射光に、より多くの最大混色成分が含められる。ここで、或る混色成分を着目成分としたときの色割れ強度は、着目成分を含む表示が行われるべき領域である第１の画素領域が存在する場合に、目標画像中の第１の画素領域に着目成分が多く含まれているほど大きくされる。以上より、フィールドシーケンシャル方式を採用する画像表示装置において、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、色割れの発生が抑制される。

本発明の第２の局面によれば、色割れの視認されやすさに関係する２つの要因を考慮して色割れ強度が求められる。このため、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、色割れの発生が効果的に抑制される。

本発明の第３の局面によれば、本発明の第２の局面と同様、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、色割れの発生が効果的に抑制される。

本発明の第４の局面によれば、本発明の第２の局面と同様、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、色割れの発生が効果的に抑制される。

本発明の第５の局面によれば、本発明の第２の局面と同様、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、色割れの発生が効果的に抑制される。

本発明の第６の局面によれば、色割れの視認されやすさに関係する５つの要因を考慮して色割れ強度が求められる。このため、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、より効果的に色割れの発生が抑制される。

本発明の第７の局面によれば、本発明の第６の局面と同様、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、より効果的に色割れの発生が抑制される。

本発明の第８の局面によれば、本発明の第６の局面と同様、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、より効果的に色割れの発生が抑制される。また、色割れ強度は、混色成分毎に予め定められた重み付け処理を行うことによって求められる。その重み付け処理を人による色割れの視認されやすさを考慮して行うことにより、色割れ発生の抑制の効果をより高めることが可能となる。

本発明の第９の局面によれば、色割れ強度は、混色成分毎に予め定められた重み付け処理を行うことによって求められる。その重み付け処理を人による色割れの視認されやすさを考慮して行うことにより、色割れ発生の抑制の効果をより高めることが可能となる。

本発明の第１０の局面によれば、複数の混色成分について色割れが生じ得るような画像の表示が行われる場合にも、色割れの発生を効果的に抑制することが可能となる。

本発明の第１１の局面によれば、色割れが視認されにくい画像の表示が行われる際、拡張サブフレーム期間には全ての光源が消灯状態となる。このため、消費電力が低減するという効果が得られる。また、１フレーム期間中に黒色表示の期間が挿入されることになるので、動画表示の際の「動きボケ」などと呼ばれる現象の発生が抑制される。以上のように、消費電力が低減されるとともに表示品位が向上する。

本発明の第１２の局面によれば、色割れが視認されにくい画像の表示が行われる際、拡張サブフレーム期間において不必要に光源が点灯することが抑制され、消費電力が低減される。また、電流が増加するほど電流から輝度への変換効率が低下するような電流−輝度特性を有する光源を電流制御で駆動する構成が採用されている場合、いずれか１つの色の光源について比較的小さな電流で複数回駆動することによって、効果的に消費電力を低減することが可能となる。また、拡張サブフレーム期間に全ての光源を消灯状態にするわけではないので、フリッカの発生も抑制される。

本発明の第１３の局面によれば、目標画像の変化に応じて色割れが強く視認される混色成分が変化したとき、拡張サブフレーム期間に光源部からの出射光に含まれる混色成分は、複数フレーム期間をかけて徐々に変化する。このため、目標画像が変化した際の画面上におけるちらつきの発生が抑制される。

本発明の第１４の局面によれば、本発明の第１の局面と同様の効果を画像表示方法において奏することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第１の実施形態におけるフレーム期間の構成を示す図である。 上記第１の実施形態において、混色成分について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、各サブフレームにおける表示色について説明するための模式図である。 上記第１の実施形態において、拡張サブフレームにおける表示色の求め方について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、拡張サブフレームにおける表示色の求め方について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、拡張サブフレームにおける表示色の求め方について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、第１の画素領域取得処理の手順を示すフローチャートである。 上記第１の実施形態において、ぼかし処理について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、ぼかし処理について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、ぼかし処理について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、第１基準画素の特定について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、第１の画素領域の求め方について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、第１の画素領域の求め方について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、第２の画素領域取得処理の手順を示すフローチャートである。 上記第１の実施形態において、彩度について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、拡張サブフレームにおけるバックライトからの出射光に含まれる最大混色成分の大きさについて説明するための図である。 上記第１の実施形態において、拡張サブフレームにおけるバックライトからの出射光に含まれる最大混色成分の大きさについて説明するための図である。 上記第１の実施形態の変形例において、各サブフレームにおける表示色について説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置において、各サブフレームにおける表示色について説明するための模式図である。 上記第２の実施形態の変形例において、各サブフレームにおける表示色について説明するための模式図である。 複数の混色成分について色割れが生じ得ることを説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置におけるフレーム期間の構成を示す図である。 上記第３の実施形態において、各サブフレームにおける表示色について説明するための模式図である。 上記第３の実施形態の変形例におけるフレーム期間の構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置において、拡張サブフレームにおける表示色の変化について説明するための模式図である。 色割れの発生原理を示す図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、個々の色の成分のことを「単色成分」といい、２以上の色の成分を組み合わせた成分のことを「混色成分」という。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 全体構成および動作概要＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、表示部１００とバックライトユニット２００とパネル駆動回路３００とサブフレーム画像生成部４００とによって構成されている。サブフレーム画像生成部４００は、フレームレート変換部４２と映像信号生成部４４と画像解析部４６とを有している。画像解析部４６には、色割れ強度算出部４６２と光源制御信号生成出力部（光源制御部）４６４とが含まれている。バックライトユニット２００は、バックライト（光源部）としての赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），および青色（Ｂ）の３色のＬＥＤと、それらＬＥＤの状態（点灯状態／消灯状態）を制御するＬＥＤ制御回路とによって構成されている。なお、通常、各色のＬＥＤは複数個設けられている。

表示部１００には、複数本のソースバスライン（映像信号線）ＳＬと複数本のゲートバスライン（走査信号線）ＧＬとが配設されている。ソースバスラインとゲートバスラインとの各交差点に対応して、画素を形成する画素形成部が設けられている。すなわち、表示部１００には、複数個の画素形成部が含まれている。上記複数個の画素形成部はマトリクス状に配置されて画素アレイを構成している。各画素形成部には、対応する交差点を通過するゲートバスラインＧＬにゲート端子が接続されると共に当該交差点を通過するソースバスラインＳＬにソース端子が接続されたスイッチング素子であるＴＦＴ１０と、そのＴＦＴ１０のドレイン端子に接続された画素電極１１と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられた共通電極１４および補助容量電極１５と、画素電極１１と共通電極１４とによって形成される液晶容量１２と、画素電極１１と補助容量電極１５とによって形成される補助容量１３とが含まれている。液晶容量１２と補助容量１３とによって画素容量が構成されている。なお、図１の表示部１００内には、１つの画素形成部に対応する構成要素のみを示している。

１画面分の画像を表示するための処理は１フレーム期間をかけて行われるところ、本実施形態においては、図２に示すように、１フレーム期間は、赤単色サブフレーム，緑単色サブフレーム，青単色サブフレーム，および拡張サブフレームの４つのサブフレームで構成されている。赤単色サブフレームでは、赤色のＬＥＤのみが点灯状態となり、赤色表示が行われる。緑単色サブフレームでは、緑色のＬＥＤのみが点灯状態となり、緑色表示が行われる。青単色サブフレームでは、青色のＬＥＤのみが点灯状態となり、青色表示が行われる。拡張サブフレームでは、各色のＬＥＤが任意の状態を取り得る。典型的には、拡張サブフレームでは、いずれか２色のＬＥＤもしくは全ての色のＬＥＤが点灯状態となる。いずれか２色のＬＥＤが点灯状態になると、その２色による混色表示が行われる。全ての色のＬＥＤが点灯状態になると、白色表示が行われる。

次に、図１に示す構成要素の動作について説明する。フレームレート変換部４２は、外部から与えられる入力画像信号ＤＩＮのフレームレートを変換する。本実施形態においては、６０Ｈｚの入力画像信号ＤＩＮがフレームレート変換部４２に与えられ、２４０Ｈｚのデータが目標画像データとしてフレームレート変換部４２から出力される。従って、表示部１００に画像が表示される際のフレームレート（表示フレームレート）は２４０Ｈｚとなる。なお、フレームレートの変換によって増加するフレームのデータについては、同一のフレーム画像を繰り返して用いるようにしても良いし、動きに対する滑らかさを重視して動き検出処理によって推定される時間的補間画像を用いるようにしても良いし、前後のフレーム画像を加重平均することにより求められる画像を用いるようにしても良い。このように、フレームレートの具体的な変換方法については限定されない。また、入力画像信号ＤＩＮのフレームレートは、６０Ｈｚには限定されず、例えば１５Ｈｚ，２４Ｈｚ，５０Ｈｚなどであっても良い。さらに、デジタルフォトフレーム（デジタル写真表示用の表示装置）などのように静止画像を表示するための表示装置においては、予め保持されたメモリから読み出された画像信号が入力画像信号となることもある。このような表示装置の場合、メモリからの読み出し速度を表示フレームレートに応じて設定する構成とすることにより、フレームレート変換部４２は不要となる。

画像解析部４６内の色割れ強度算出部４６２は、フレームレート変換部４２から出力された目標画像データＤＡＴに基づき、バックライトからの出射光に含まれ得る混色成分のそれぞれについて、色割れの生じやすさの指標である色割れ強度を求める。本実施形態においては、赤色，緑色，および青色の３色のＬＥＤが光源として採用されているので、バックライトからの出射光には白色成分，黄色成分，マゼンダ成分，およびシアン成分の４つの混色成分が含まれ得る。従って、色割れ強度算出部４６２は、それら４つの混色成分について、それぞれ色割れ強度を求める。なお、白色成分は、赤色成分，緑色成分，および青色成分の混色成分である。黄色成分は、赤色成分および緑色成分の混色成分である。マゼンダ成分は、赤色成分および青色成分の混色成分である。シアン成分は、緑色成分および青色成分の混色成分である。色割れ強度の求め方についての詳しい説明は後述する。

画像解析部４６内の光源制御信号生成出力部４６４は、フレームレート変換部４２から出力された目標画像データＤＡＴと色割れ強度算出部４６２によって求められた各混色成分についての色割れ強度とに基づいて各サブフレームにおける３色のＬＥＤの発光量を求め、当該発光量を示す発光データＤＬと、各ＬＥＤが当該発光量に応じた状態（点灯状態／消灯状態）となるようバックライトユニット２００の動作を制御するための光源制御信号Ｓとを出力する。なお、光源制御信号Ｓについては、各ＬＥＤの点灯状態／消灯状態（時間方向のオン／オフ）を指示する信号であっても良いし、各ＬＥＤの輝度を指示する信号であっても良いし、それらの組み合わせであっても良い。

映像信号生成部４４は、フレームレート変換部４２から出力された目標画像データＤＡＴと光源制御信号生成出力部４６４から出力された発光データＤＬとに基づいて、各画素形成部における液晶の時間開口率を制御するための信号であるデジタル映像信号ＤＶを生成し、それを出力する。なお、時間開口率とは、液晶の透過率の時間的な積分値に相当するものである。

パネル駆動回路３００は、ゲートバスラインＧＬを１本ずつ選択的に駆動するとともに、映像信号生成部４４から出力されたデジタル映像信号ＤＶに基づき各ソースバスラインＳＬに駆動用の映像信号を印加する。これにより、各画素形成部の画素容量に、駆動用の映像信号に基づいて電荷が蓄積される。バックライトユニット２００は、光源制御信号生成出力部４６４から出力された光源制御信号Ｓに基づいて、各ＬＥＤの状態を制御する。

以上のように各構成要素が動作することによって、サブフレーム毎に画面の表示状態が切り替えられ、入力画像信号ＤＩＮに基づく画像が表示部１００に表示される。

＜１．２ 各サブフレームにおける表示色＞
各サブフレームにおける表示色（点灯するＬＥＤの色）について説明する。はじめに、図３を参照しつつ、混色成分について説明する。図３では、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），および青色（Ｂ）の単色成分の大きさを縦方向の長さで示している。例えば、目標画像中の１つの画素が、符号５０Ｒの矢印で示す大きさの赤色成分，符号５０Ｇの矢印で示す大きさの緑色成分，および符号５０Ｂの矢印で示す大きさの青色成分の３つの単色成分で構成されていると仮定する。このとき、「当該画素は、符号５１の矢印で示す大きさの白色成分，符号５２の矢印で示す大きさの黄色成分，および符号５３の矢印で示す大きさの赤色成分によって構成されている」と考えることもできる。なお、白色成分は、赤色成分と緑色成分と青色成分とからなる３色の混色成分であって、黄色成分は、赤色成分と緑色成分とからなる２色の混色成分である。

図４は、各サブフレームにおける表示色について説明するための模式図である。図４に示すように、赤単色サブフレームでは赤色表示が行われ、緑単色サブフレームでは緑色表示が行われ、青単色サブフレームでは青色表示が行われる。本実施形態においては、拡張サブフレームでは、色割れ強度算出部４６２によって求められた各混色成分についての色割れ強度に基づいて、２色の混色表示あるいは３色の混色表示（白色表示）が行われる。なお、図４には、赤色と緑色の混色表示（黄色表示）が行われている例を示している。

次に、拡張サブフレームにおける表示色の求め方の概要を説明する。目標画像中に、或る混色成分（「混色成分Ｍ」とする。）を最大の混色成分とする１以上の画素からなる領域（以下、「第１の画素領域」という。）Ｚ１（図５および図７を参照）と、最大の単色成分の大きさ（成分値）が第１の画素領域Ｚ１における混色成分Ｍの大きさ（成分値）よりも小さい１以上の画素からなる領域（以下、「第２の画素領域」という。）Ｚ２（図６および図７を参照）とが存在する場合、拡張サブフレームにおける表示色は次の１〜５を満たすように求められる。
１：第１の画素領域Ｚ１における混色成分Ｍの大きさ（成分値）が大きいほど、拡張サブフレームにおける表示色に多くの混色成分Ｍを含める。
２：第２の画素領域Ｚ２における最大の単色成分の大きさ（成分値）が小さいほど、拡張サブフレームにおける表示色に多くの混色成分Ｍを含める。
３：第２の画素領域Ｚ２における最大の単色成分の大きさ（成分値）と第２の画素領域Ｚ２における最小の単色成分の大きさ（成分値）との差（すなわち第２の画素領域Ｚ２における彩度）が小さいほど、拡張サブフレームにおける表示色に多くの混色成分Ｍを含める。
４：第２の画素領域Ｚ２の面積が大きいほど、拡張サブフレームにおける表示色に多くの混色成分Ｍを含める。
５：第１の画素領域Ｚ１と第２の画素領域Ｚ２との間の距離が小さいほど、拡張サブフレームにおける表示色に多くの混色成分Ｍを含める。

ここで、単色成分や混色成分の大きさ（成分値）については、バックライトの点灯期間と液晶の透過率の変化曲線とから得られる積分値として計算することが好ましいが、演算回路やソフトウェアの負荷を軽減するために、信号階調あるいはそれにガンマ変換を施すことによって得られる輝度値を採用しても良い。また、第１の画素領域Ｚ１と第２の画素領域Ｚ２との間の距離については、両者の重心間の距離としても良いし、両者が最も近接している部分の距離としても良い。

以下、第１の画素領域Ｚ１の求め方，第２の画素領域Ｚ２の求め方，色割れ強度の求め方，および拡張サブフレームにおける各色のＬＥＤの状態について、詳しく説明する。なお、以下に示す求め方は一例であって、本発明はこれに限定されない。

＜１．２．１ 第１の画素領域の求め方＞
第１の画素領域Ｚ１の求め方について説明する。なお、第１の画素領域Ｚ１は、混色成分毎に求められる。すなわち、本実施形態においては、白色成分，黄色成分，マゼンダ成分，およびシアン成分の４つの混色成分のそれぞれについて第１の画素領域Ｚ１が求められる。

図８は、任意の混色成分を「着目成分」としたときの第１の画素領域Ｚ１を求める処理（以下、「第１の画素領域取得処理」という。）の手順を示すフローチャートである。まず、目標画像全体に関し、着目成分の大きさ（成分値）の分布を示す成分値分布を取得する（ステップＳ１０）。次に、ステップＳ１０で得られた成分値分布に対して以下のような「ぼかし処理」を施す（ステップＳ１２）。ぼかし処理では、任意の画素を「着目画素」としたとき、着目画素を中心とする矩形あるいは円形の一定範囲に含まれる複数の画素についての着目成分の成分値の平均値が、着目画素における着目成分の成分値とされる。例えば、ぼかし処理によって、各混色成分について、着目画素およびその周囲の８画素からなる９画素の成分値の平均値が着目画素についての成分値にされると仮定する。この場合、ステップＳ１０で図９に示すような成分値分布が取得されていると、ぼかし処理によって、図１０に示すような成分値分布が得られる。例えば、符号６３で示す画素に着目すると、ぼかし処理前の成分値は５０である。この画素についてのぼかし処理後の成分値Ｐは次のように求められる。
Ｐ＝（９０＋７０＋７０＋３０＋５０＋３０＋２０＋４０＋１０）／９
＝４６

ところで、ぼかし処理を行う理由は、各混色成分について、小さい範囲における画素の成分値の大きさよりも比較的大きな範囲における画素の成分値の平均値の方が、当該各混色成分に起因する色割れの発生への寄与度が大きいからである。この点を考慮してぼかし処理が行われることによって、図９および図１０に示した例においては、最も大きい成分値を有する画素が、ぼかし処理前においては符号６２で示す画素であるが、ぼかし処理後においては符号６１で示す画素になっている。

なお、ぼかし処理の手法については、上記手法には限定されない。例えば、着目画素から近い画素ほど大きな重み付けを付与した上で、着目画素を中心とする矩形あるいは円形の一定範囲に含まれる複数の画素についての着目成分の（重み付け付与後の）成分値の平均値（加重平均値）を着目画素における着目成分の成分値としても良い。これについて、図１１を参照しつつ説明する。符号６４で示す太枠の領域内に、図１１に示すように成分値がａ１〜ａ２５の画素が存在すると仮定する。このとき、符号６５で示す画素を着目画素とすると、当該着目画素についてのぼかし処理後の成分値Ｐｏを例えば次のようにして求めると良い。
Ａ１＝ａ１３
Ａ２＝ａ７＋ａ８＋ａ９＋ａ１２＋ａ１４＋ａ１７＋ａ１８＋ａ１９
Ａ３＝ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４＋ａ５＋ａ６＋ａ１０＋ａ１１＋ａ１５＋ａ１６＋ａ２０＋ａ２１＋ａ２２＋ａ２３＋ａ２４＋ａ２５
Ｐｏ＝（Ａ１×５＋Ａ２×１．５＋Ａ３×０．５）／２５
なお、この手法において、重み付けはガウス関数分布に基づいてなされていても良い。

ぼかし処理の終了後、第１の画素領域Ｚ１において基準とされるべき画素（以下、「第１基準画素」という。）を特定する処理を行う（ステップＳ１４）。本実施形態では、ぼかし処理後の成分値分布の中で最も大きい成分値の画素が第１基準画素とされる。図１０に示す例では、符号６１で示す画素が第１基準画素とされる。なお、最も大きい成分値の画素が複数存在する場合、それらの画素に隣接する画素の成分値をも考慮して、第１基準画素が求められる。例えば、図１２に示す例では、目標画像の左上の領域６６および目標画像の右下の領域６８に最大の成分値（２００）を有する画素（符号６７で示す画素および符号６９で示す画素）が存在する。このとき、領域６６においては、符号６７で示す画素の周囲の８画素の成分値の平均値が１８５であるのに対し、領域６８においては、符号６９で示す画素の周囲の８画素の成分値の平均値は１７６となっている。従って、画面の左上の領域６６内の符号６７で示す画素が第１基準画素とされる。

ステップＳ１４によって第１基準画素が特定された後、第１基準画素とその周囲の画素（隣接画素）との成分値の比較を行い、第１基準画素の成分値との差分もしくは（第１基準画素の成分値に対する差分の）比率が予め定められた範囲内となる画素を抽出する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６で抽出された画素からなる領域が第１の画素領域Ｚ１とされる。また、ステップＳ１６では、第１の画素領域Ｚ１の画素数（この画素数に基づいて第１の画素領域Ｚ１の面積が算出される）および第１の画素領域Ｚ１における成分値の平均値が求められる。ぼかし処理によって図１３に示すような成分値分布が得られている場合、符号７１で示す画素が第１基準画素である。このとき、第１基準画素の成分値との差分が２０以下となる画素がステップＳ１６で抽出されるようにしておくと、図１４で符号７２で示す太枠の領域内の画素が抽出される。その結果、図１４で符号７２で示す太枠の領域が第１の画素領域Ｚ１となる。

＜１．２．２ 第２の画素領域の求め方＞
第２の画素領域Ｚ２の求め方について説明する。上述したように、第１の画素領域Ｚ１は混色成分毎に求められる。これに対し、第２の画素領域Ｚ２は（１つの目標画像に対して）１つだけ求められる。

図１５は、第２の画素領域を求める処理（以下、「第２の画素領域取得処理」という。）の手順を示すフローチャートである。まず、各画素における最大の単色成分の大きさ（成分値）に基づいて、目標画像全体での成分値分布を取得する（ステップＳ２０）。なお、各画素における３つの単色成分の大きさ（成分値）の平均値を求め、当該平均値に基づいて目標画像全体での成分値分布を取得しても良い。次に、ステップＳ２０で得られた成分値分布に対して、第１の画素領域取得処理におけるステップＳ１２と同様、ぼかし処理を施す（ステップＳ２２）。

ぼかし処理の終了後、第２の画素領域Ｚ２において基準とされるべき画素（以下、「第２基準画素」という。）を特定する処理を行う（ステップＳ２４）。本実施形態では、ぼかし処理後の成分値分布の中で最も小さい成分値の画素が第２基準画素とされる。なお、最も小さい成分値の画素が複数存在する場合、それらの画素に隣接する画素の成分値をも考慮して、第２基準画素が求められる。これについては、第１の画素領域取得処理のステップＳ１４において最も大きい成分値の画素が複数存在する場合と同様にして求めると良い。

ステップＳ２４によって第２基準画素が特定された後、第２基準画素とその周囲の画素（隣接画素）との成分値の比較を行い、第２基準画素の成分値との差分もしくは（第２基準画素の成分値に対する差分の）比率が予め定められた範囲内となる画素を抽出する（ステップＳ２６）。このステップＳ２６で抽出された画素からなる領域が第２の画素領域Ｚ２とされる。また、ステップＳ２６では、第２の画素領域Ｚ２の画素数（この画素数に基づいて第２の画素領域Ｚ２の面積が算出される），第２の画素領域Ｚ２における成分値の平均値，および第２の画素領域Ｚ２における彩度の平均値が求められる。なお、ここでの彩度とは、各画素での最大の単色成分の大きさと最小の単色成分の大きさとの差（図１６参照）のことである。

＜１．２．３ 色割れ強度の求め方＞
本実施形態における色割れ強度の求め方について説明する。なお、色割れ強度は、混色成分毎に求められる。すなわち、本実施形態においては、白色成分，黄色成分，マゼンダ成分，およびシアン成分の４つの混色成分のそれぞれについて色割れ強度が求められる。

任意の混色成分を着目成分としたとき、着目成分についての色割れ強度Ｖは、次式（１）で求められる。
Ｖ＝Ｋ×Ｆ１（Ｃ）×Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｆ２（Ａ）×Ｇ３（Ｄ） ・・・（１）
ここで、Ｃは第１の画素領域Ｚ１における着目成分の成分値の平均値を表し、Ｍは第２の画素領域Ｚ２における最大の単色成分の成分値を表し、Ｓは第２の画素領域Ｚ２における彩度の平均値を表し、Ａは第２の画素領域Ｚ２の面積を表し、Ｄは第１の画素領域Ｚ１と第２の画素領域Ｚ２との間の距離を表している。また、Ｋは着目成分について予め定められた係数を表し、Ｆ１（）およびＦ２（）は増加関数を表し、Ｇ１（），Ｇ２（），およびＧ３（）は減少関数を表している。なお、Ｋについては、何らかの値を変数（引数）とする関数が用いられても良い。

上式（１）におけるＫは、混色成分毎に、色割れの視認されやすさを考慮して決定される。一般的に、マゼンダよりもシアンの方が色割れが視認されやすく、また、シアンよりも黄色の方が色割れが視認されやすい。さらに、２色の混色よりも３色の混色の方が色割れが視認されやすい。そこで、色割れが視認されやすい混色成分ほど色割れ強度が高くなるようにＫが決定されることが好ましい。

＜１．２．４ 拡張サブフレームにおける各色のＬＥＤの状態＞
拡張サブフレームにおける各色のＬＥＤの状態がどのようにされるかについて説明する。本実施形態においては、拡張サブフレームには、混色成分のうち色割れ強度の最も大きいもの（以下、「最大混色成分」という。）を構成する色のＬＥＤのみが点灯状態とされる。例えば、最大混色成分が黄色成分であれば、拡張サブフレームには赤色のＬＥＤと緑色のＬＥＤとが点灯状態となり、最大混色成分が白色成分であれば、拡張サブフレームには全ての色のＬＥＤが点灯状態となる。また、拡張サブフレームにおけるバックライトからの出射光に含まれる最大混色成分の大きさは、図１７に示すように、当該最大混色成分についての色割れ強度が大きいほど大きくされ、当該最大混色成分についての色割れ強度が小さいほど小さくされる。

最大混色成分を構成する色のＬＥＤの拡張サブフレームにおける発光量については、最も簡単には、最大の発光量とすれば良い。また、目標画像全体で最大混色成分の大きさ（成分値）の最も大きい画素における液晶の透過率を最大とした場合に当該画素で所望の輝度が得られるように、拡張サブフレームにおける発光量を決定しても良い。

ところで、色割れ強度は上式（１）によって求められる。従って、或る目標画像を基準目標画像としたとき、基準目標画像と比較して第１の画素領域Ｚ１に多くの最大混色成分を含んでいる画像が表示される際（図１８の第１のケースを参照）には、拡張サブフレームにおけるバックライトからの出射光に含まれる最大混色成分の大きさ（以下、便宜上「最大成分拡張発光量」という。）は、基準目標画像が表示される際（図１８の基準目標画像表示時を参照）よりも大きくされる。一方、基準目標画像と比較して第１の画素領域Ｚ１に小さい大きさの最大混色成分を含んでいる画像が表示される際（図１８の第２のケースを参照）には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも小さくされる。また、基準目標画像と比較して第２の画素領域Ｚ２における最大の単色成分の大きさが小さい画像の表示が行われる際には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも大きくされる。一方、基準目標画像と比較して第２の画素領域Ｚ２における最大の単色成分の大きさが大きい画像の表示が行われる際には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも小さくされる。また、基準目標画像と比較して第２の画素領域Ｚ２における彩度が小さい画像の表示が行われる際には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも大きくされる。一方、基準目標画像と比較して第２の画素領域Ｚ２における彩度が大きい画像の表示が行われる際には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも小さくされる。また、基準目標画像と比較して第２の画素領域Ｚ２の面積の大きい画像が表示される際には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも大きくされる。一方、基準目標画像と比較して第２の画素領域Ｚ２の面積の小さい画像が表示される際には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも小さくされる。また、基準目標画像と比較して第１の画素領域Ｚ１と第２の画素領域Ｚ２との間の距離が短い画像の表示が行われる際には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも大きくされる。一方、基準目標画像と比較して第１の画素領域Ｚ１と第２の画素領域Ｚ２との間の距離が長い画像の表示が行われる際には、最大成分拡張発光量は、基準目標画像が表示される際よりも小さくされる。

＜１．３ 効果＞
本実施形態によれば、フィールドシーケンシャル方式を採用する液晶表示装置において、１フレーム期間は単色表示用の３つのサブフレームと混色表示の可能な拡張サブフレームとによって構成され、拡張サブフレームにおける表示色は、色割れの生じやすさの指標であって混色成分毎に求められる色割れ強度に基づいて決定される。詳しくは、拡張サブフレームには、色割れ強度の最も大きい混色成分（最大混色成分）を構成する色のＬＥＤが点灯状態とされる。また、最大混色成分についての色割れ強度が大きいほど、拡張サブフレームにおけるバックライトからの出射光に、より多くの最大混色成分が含められる。ここで、色割れ強度は、目標画像における、色割れの原因となる混色成分を多く含む領域（第１の画素領域）と混色成分をあまり含まない領域（第２の画素領域）との関係などを考慮して求められる。このため、局所的に色割れが強く表れるような画像の表示が行われる際に、色割れの発生が効果的に抑制される。また、上式（１）から把握されるように（式中のＫを参照）、色割れ強度の算出の際、人による混色成分毎の色割れの視認されやすさを考慮した重み付け処理が施されている。従って、本実施形態によれば、色割れの発生は、より効果的に抑制される。以上のように、より効果的に色割れの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式を用いた液晶表示装置が実現される。

＜１．４ 変形例＞
上記実施形態においては、色割れ強度を求める式である上式（１）には５つの関数（２つの増加関数と３つの減少関数）が含まれていたが、本発明はこれに限定されない。上記５つの関数のうちいずれか１つだけが含まれていても良いし、また、上記５つの関数から２以上の任意の関数を組み合わせて用いる構成としても良い。例えば、「Ｖ＝Ｋ×Ｆ１（Ｃ）」，「Ｖ＝Ｋ×Ｆ２（Ａ）」，「Ｖ＝Ｋ×Ｇ３（Ｄ）」などとすることもできるし、また、「Ｖ＝Ｋ×Ｆ１（Ｃ）×Ｆ２（Ａ）」，「Ｖ＝Ｋ×Ｆ１（Ｃ）×Ｇ３（Ｄ）」，「Ｖ＝Ｋ×Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｇ３（Ｄ）」，「Ｖ＝Ｋ×Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｆ２（Ａ）×Ｇ３（Ｄ）」などとすることもできる。さらに、上記実施形態と比較すると色割れ抑制の効果が低下するが、上式（１）からＫを除いた式すなわち次式（２）によって色割れ強度を求めるようにしても良い。
Ｖ＝Ｆ１（Ｃ）×Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｆ２（Ａ）×Ｇ３（Ｄ） ・・・（２）
なお、上式（２）についても、５つの関数のうちいずれか１つだけが含まれていても良いし、また、上記５つの関数から２以上の任意の関数を組み合わせて用いる構成としても良い。すなわち、例えば、「Ｖ＝Ｆ１（Ｃ）」，「Ｖ＝Ｆ２（Ａ）」，「Ｖ＝Ｇ３（Ｄ）」などとすることもできるし、また、「Ｖ＝Ｆ１（Ｃ）×Ｆ２（Ａ）」，「Ｖ＝Ｆ１（Ｃ）×Ｇ３（Ｄ）」，「Ｖ＝Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｇ３（Ｄ）」，「Ｖ＝Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｆ２（Ａ）×Ｇ３（Ｄ）」などとすることもできる。

さらにまた、上記実施形態においては、最大混色成分を構成する色以外の色（図４に示した例では青色）のＬＥＤは、拡張サブフレームには完全に消灯状態とされていたが、本発明はこれに限定されない。最大混色成分以外の混色成分を構成する色の表示が拡張サブフレームの１０パーセント以下程度の期間に行われるようにしても良い。例えば、図１９に示すように、拡張サブフレームの一部の期間に白色表示が行われるようにしても良い。

＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 構成および動作＞
液晶表示装置の構成や１フレーム期間の構成については、上記第１の実施形態と同様であるので説明を省略する（図１および図２を参照）。また、第１の画素領域の求め方，第２の画素領域の求め方，および色割れ強度の求め方についても、上記第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においては、光源制御信号生成出力部４６４は、バックライトからの出射光に含まれ得る全ての混色成分についての色割れ強度が予め定められた大きさ（以下、「比較レベル」という。）よりも小さいとき、拡張サブフレームには図２０に示すように全ての色のＬＥＤが消灯状態となるよう、光源制御信号Ｓを出力する。

＜２．２ 効果＞
本実施形態によれば、色割れが視認されにくい画像の表示が行われる場合、拡張サブフレームには全てのＬＥＤが消灯状態となる。このため、消費電力が低減するという効果が得られる。また、１フレーム期間中に黒色表示の期間が挿入されることになるので、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などによるインパルス駆動に近い表示が行われ、動画表示の際の「動きボケ」などと呼ばれる現象（動いている物体の輪郭がぼやけた状態で視認される現象）の発生が抑制される。以上のように、消費電力が低減されるとともに表示品位が向上する。

＜２．３ 変形例＞
上記第２の実施形態においては、全ての混色成分についての色割れ強度が比較レベルよりも小さいとき、拡張サブフレームには全ての色のＬＥＤが消灯状態とされるが、本発明はこれに限定されない。拡張サブフレームにおいて、いずれか１つの色のＬＥＤが点灯状態にされても良い。この場合、拡張サブフレームに点灯状態とする色についての単色サブフレームには、拡張サブフレームにおける発光量に応じて本来よりも少ない発光量でＬＥＤが点灯状態となるようにする。例えば、拡張サブフレームに緑色のＬＥＤを点灯状態にする場合、緑単色サブフレームにおいて本来の２分の１の発光量で緑色のＬＥＤが点灯状態となり、拡張サブフレームにおいても同等の発光量で緑色のＬＥＤが点灯状態となれば良い（図２１参照）。

本変形例によれば、上記第２の実施形態と同様、拡張サブフレームにおいて不必要にＬＥＤが点灯することが抑制され、消費電力が低減される。また、電流が増加するほど電流から輝度への変換効率が低下するような電流−輝度特性を有するＬＥＤを電流制御で駆動する構成が採用されている場合、いずれか１つの色のＬＥＤについては本来よりも２分の１未満の大きさの電流で２回駆動すればよい。これにより、効果的に消費電力が低減される。さらに、上記第２の実施形態に比較して、フリッカの発生が抑制される。

ところで、全ての混色成分についての色割れ強度が比較レベルよりも小さいときに拡張サブフレームにおいて「全ての色のＬＥＤを消灯状態にする（全消灯）」か「１つの色のＬＥＤのみを点灯状態にする（単色点灯）」かを切替可能な構成にしても良い。この構成を採用する場合、例えば、動画の表示が行われているときには全消灯にして静止画の表示が行われているときには単色点灯にしても良い。また、例えば、フリッカの発生を考慮して、フレーム周波数が比較的高いときには全消灯にしてフレーム周波数が比較的低いときには単色点灯にしても良い。

＜３．第３の実施形態＞
＜３．１ 概要＞
上記各実施形態においては、拡張サブフレームは１フレーム期間中に１個だけ設けられている。しかしながら、目標画像によっては、複数の混色成分について色割れが視認されることも考えられる。例えば、図２２に示すように目標画像中に黄色成分を多く含む領域Ｚ１ａとシアン成分を多く含む領域Ｚ１ｂとが存在することがある。このような場合、（１フレーム期間中に１個だけ設けられている）拡張サブフレームに黄色表示が行われるようにしても、シアン成分に起因する色割れが生じる。そこで、本実施形態においては、図２３に示すように、１フレーム期間中に２個の拡張サブフレーム（第１拡張サブフレームおよび第２拡張サブフレーム）が設けられている。なお、液晶表示装置の構成については上記第１の実施形態と同様であるので説明を省略する（図１を参照）。

＜３．２ 拡張サブフレームにおける各色のＬＥＤの状態＞
拡張サブフレームにおける各色のＬＥＤの状態がどのようにされるかについて説明する。本実施形態においては、第１拡張サブフレームには、最大混色成分を構成する色のＬＥＤのみが点灯状態とされ、第２拡張サブフレームには、混色成分のうち色割れ強度の２番目に大きいもの（以下、「第２位混色成分」という。）を構成する色のＬＥＤのみが点灯状態とされる。例えば、最大混色成分が黄色成分であって、かつ、第２位混色成分がマゼンダ成分であれば、図２４に示すように、第１拡張サブフレームには赤色のＬＥＤと緑色のＬＥＤとが点灯状態となり、第２拡張サブフレームには赤色のＬＥＤと青色のＬＥＤとが点灯状態となる。なお、第１サブフレームおよび第２拡張サブフレームにおける各色のＬＥＤの発光量については、上記第１の実施形態と同様にして決めると良い。

＜３．３ 効果＞
本実施形態によれば、複数の混色成分について色割れが生じ得るような画像の表示が行われる場合にも、色割れの発生を効果的に抑制することが可能となる。

＜３．４ 変形例＞
上記第３の実施形態においては、１フレーム期間内に２個の拡張サブフレームが設けられているが、拡張サブフレームの個数は限定されない。赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），および青色（Ｂ）の３色のＬＥＤでバックライトが構成されている場合には、４つの混色成分（白色成分，黄色成分，マゼンダ成分，シアン成分）がバックライトからの出射光に含まれ得るので、１フレーム期間内に最大４個まで拡張サブフレームを設ける構成とすることができる。また、Ｎ個の混色成分がバックライトからの出射光に含まれ得る場合には、図２５に示すように、複数個の単色サブフレームとＮ個の拡張サブフレームとによって１フレーム期間が構成されるようにすることができる。

＜４．第４の実施形態＞
＜４．１ 概要＞
色割れが強く視認される混色成分は目標画像によって異なるものである。このため、静止画の表示中で表示画像が切り替わるタイミングあるいは動画の表示中において、目標画像の変化に応じて、色割れが強く視認される混色成分が変化することがある。このような場合に拡張サブフレームにおける表示色を急激に変化させると、画面上にちらつきが視認されることがある。そこで、本実施形態においては、光源制御信号生成出力部４６４は、目標画像において色割れが強く視認される混色成分が変化したとき、拡張サブフレームにおける表示色の変化が徐々に行われるよう、光源制御信号Ｓを出力する。なお、液晶表示装置の構成や１フレーム期間の構成については、上記第１の実施形態と同様であるので説明を省略する（図１および図２を参照）。

＜４．２ 拡張サブフレームにおける表示色の変化＞
図２６を参照しつつ、拡張サブフレームにおける表示色の変化について説明する。ここでは、目標画像に多く含まれている混色成分が黄色成分からシアン成分に変化したと仮定する。なお、図２６には、６フレーム期間中の拡張サブフレームのみを示している。また、変化開始直前の拡張サブフレームをｔ０で示し、変化終了時点の拡張サブフレームをｔ５で示している。

本実施形態においては、図２６に示すように、５フレーム期間をかけて拡張サブフレームにおける表示色の変化が行われる。詳しくは、まず、拡張サブフレームにおける黄色成分の大きさが徐々に小さくされる（ｔ０からｔ２の期間）。その後、拡張サブフレームにおけるシアン成分の大きさが徐々に大きくされる（ｔ３からｔ５の期間）。なお、ｔ０からｔ２では青色のＬＥＤがわずかの期間だけ点灯状態となり、ｔ３からｔ５では赤色のＬＥＤがわずかの期間だけ点灯状態となっているが、それらは完全に消灯状態であっても良い。

表示色の変化について更に詳しく説明する。ｔ０からｔＭまでのＭフレーム期間をかけて拡張サブフレームにおける表示色の変化（黄色からシアンへの変化）が行われる場合、ｔ０における赤色成分，緑色成分，および青色成分の大きさ（成分値）をそれぞれＲ０，Ｇ０，およびＢ０とし、ｔＭにおける赤色成分，緑色成分，および青色成分の大きさ（成分値）をそれぞれＲ１，Ｇ１，およびＢ１とすると、ｔｉ（ｉは０以上Ｍ以下の整数）における赤色成分，緑色成分，および青色成分の大きさ（成分値）Ｒｉ，Ｇｉ，およびＢｉはそれぞれ例えば次のようにして求められる。
Ｒｉ＝Ｒ０×ｆ（Ｍ−ｉ，Ｍ）＋Ｒ１×ｆ（ｉ，Ｍ）
Ｇｉ＝Ｌａｒｇｅ（Ｒｉ，Ｂｉ）
Ｂｉ＝Ｂ０×ｆ（Ｍ−ｉ，Ｍ）＋Ｂ１×ｆ（ｉ，Ｍ）
ここで、ｆ（ｘ，ｙ）は０≦ｘ≦ｙの範囲で定義される増加関数を表し、常にｆ（ｘ，ｙ）＋ｆ（１−ｘ，ｙ）＝１が成立する。また、Ｌａｒｇｅ（Ａ，Ｂ）はＡまたはＢのうちのいずれか大きい方の値を選択する関数である。

＜４．３ 効果＞
本実施形態によれば、目標画像の変化に応じて色割れが強く視認される混色成分が変化したとき、拡張サブフレームにおける表示色は複数フレーム期間をかけて徐々に変化する。このため、目標画像が変化した際の画面上におけるちらつきの発生が抑制される。これにより、画面上でのちらつきを抑制しつつ色割れの発生を抑制することが可能となる。

＜５．その他＞
上記各実施形態においては、３色のＬＥＤがバックライトとして採用されている例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、４色以上のＬＥＤがバックライトとして採用されていても良い。また、例えば、ＬＥＤ以外の光源が採用されていても良い。

また、上記各実施形態においては液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。複数色の光源からなる光源部を有し、点灯状態となる光源の色をサブフレーム期間毎に切り替える方式を採用するものであれば、液晶表示装置以外の表示装置にも本発明を適用することができる。

４２…フレームレート変換部
４４…映像信号生成部
４６…画像解析部
１００…表示部
２００…バックライトユニット
３００…パネル駆動回路
４００…サブフレーム画像生成部
４６２…色割れ強度算出部
４６４…光源制御信号生成出力部
ＤＩＮ…入力画像信号
ＤＡＴ…目標画像データ
Ｓ…光源制御信号
Ｚ１…第１の画素領域
Ｚ２…第２の画素領域

Claims (14)

1. マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含む表示部と前記表示部に光を照射するための色毎に点灯状態／消灯状態の制御が可能な複数色の光源からなる光源部とを有し、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して点灯状態となる光源の色をサブフレーム期間毎に切り替えることによりカラー表示を行う画像表示装置であって、
   各フレーム期間に前記表示部に表示されるべき画像である目標画像に基づいて、２以上の色の成分を組み合わせた成分である混色成分のそれぞれについて、色割れの生じやすさの指標である色割れ強度を求める色割れ強度算出部と、
   各混色成分についての前記色割れ強度に基づいて、各サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御する光源制御部と
   を備え、
   １フレーム期間は、前記複数色の光源が１色ずつ点灯する単色点灯用サブフレーム期間と前記複数色の光源が任意の状態を取り得る拡張サブフレーム期間とからなり、
   前記色割れ強度算出部は、任意の混色成分を着目成分としたとき、前記表示部に前記目標画像が表示される際に前記着目成分を含む表示が行われるべき１以上の画素形成部からなる領域である第１の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、
   前記光源制御部は、前記色割れ強度の最も大きい混色成分である最大混色成分についての前記色割れ強度が大きいほど、前記拡張サブフレーム期間に前記光源部からの出射光に含まれる前記最大混色成分の大きさが大きくなるように、前記拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする、画像表示装置。
2. 前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域の面積が大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第１の画素領域と前記第２の画素領域との間の距離が小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさが小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさと前記第２の画素領域における最小の単色成分の大きさとの差が小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域の面積が大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第１の画素領域と前記第２の画素領域との間の距離が小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさが小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくし、前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさと前記第２の画素領域における最小の単色成分の大きさとの差が小さいほど前記着目成分についての前記色割れ強度を大きくすることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
7. 前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記着目成分についての前記色割れ強度を下記の式で算出することを特徴とする、請求項６に記載の画像表示装置：
   Ｖ＝Ｆ１（Ｃ）×Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｆ２（Ａ）×Ｇ３（Ｄ）
   ここで、Ｃは前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさを表し、Ｍは前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさを表し、Ｓは前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさと前記第２の画素領域における最小の単色成分の大きさとの差を表し、Ａは前記第２の画素領域の面積を表し、Ｄは前記第１の画素領域と前記第２の画素領域との間の距離を表し、Ｆ１（）およびＦ２（）は増加関数を表し、Ｇ１（），Ｇ２（），およびＧ３（）は減少関数を表す。
8. 前記色割れ強度算出部は、前記表示部に前記目標画像が表示される際に最大の単色成分の大きさが前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさよりも小さい１以上の画素形成部からなる領域である第２の画素領域が存在する場合に、前記着目成分についての前記色割れ強度を下記の式で算出することを特徴とする、請求項６に記載の画像表示装置：
   Ｖ＝Ｋ×Ｆ１（Ｃ）×Ｇ１（Ｍ）×Ｇ２（Ｓ）×Ｆ２（Ａ）×Ｇ３（Ｄ）
   ここで、Ｋは前記着目成分について予め定められた係数または関数を表し、Ｃは前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさを表し、Ｍは前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさを表し、Ｓは前記第２の画素領域における最大の単色成分の大きさと前記第２の画素領域における最小の単色成分の大きさとの差を表し、Ａは前記第２の画素領域の面積を表し、Ｄは前記第１の画素領域と前記第２の画素領域との間の距離を表し、Ｆ１（）およびＦ２（）は増加関数を表し、Ｇ１（），Ｇ２（），およびＧ３（）は減少関数を表す。
9. 前記色割れ強度算出部は、各混色成分についての色割れ強度を、混色成分毎に予め定められた重み付け処理を行うことによって求めていることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
10. １フレーム期間には、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の拡張サブフレーム期間が含まれ、
    前記光源制御部は、前記色割れ強度の大きさが第１から第Ｎ位までの混色成分をそれぞれ第１から第Ｎの着目成分としたとき、前記第１から第Ｎの着目成分がそれぞれ前記Ｎ個の拡張サブフレーム期間のいずれかにおいて前記光源部からの出射光に含まれる最大の混色成分となるように、前記Ｎ個の拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
11. 前記光源制御部は、前記光源部からの出射光に含まれ得る全ての混色成分についての前記色割れ強度が予め定められた大きさよりも小さいとき、前記拡張サブフレーム期間には前記複数色の光源の全てが消灯状態となるよう、前記拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
12. 前記光源制御部は、前記光源部からの出射光に含まれ得る全ての混色成分についての前記色割れ強度が予め定められた大きさよりも小さいとき、前記拡張サブフレーム期間には前記複数色の光源のうちのいずれか１色の光源が点灯状態となり、かつ、前記拡張サブフレーム期間に点灯状態となる色についての単色点灯用サブフレーム期間には前記拡張サブフレーム期間における発光量に応じて本来よりも少ない発光量で光源が点灯状態となるよう、各サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
13. 前記光源制御部は、前記光源部からの出射光に含まれ得る全ての混色成分のうち前記色割れ強度の最も大きい混色成分が前記目標画像の変化に伴い第１の混色成分から第２の混色成分に変化するとき、前記光源部からの出射光に含まれる混色成分に関し、連続する複数のフレーム期間における前記拡張サブフレーム期間において前記第１の混色成分の大きさが徐々に小さくなった後に前記第２の混色成分の大きさが徐々に大きくなるように、前記拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
14. マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含む表示部と前記表示部に光を照射するための色毎に点灯状態／消灯状態の制御が可能な複数色の光源からなる光源部とを有し、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して点灯状態となる光源の色をサブフレーム期間毎に切り替えることによりカラー表示を行う画像表示装置における画像表示方法であって、
    各フレーム期間に前記表示部に表示されるべき画像である目標画像に基づいて、２以上の色の成分を組み合わせた成分である混色成分のそれぞれについて、色割れの生じやすさの指標である色割れ強度を求める色割れ強度算出ステップと、
    各混色成分についての前記色割れ強度に基づいて、各サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態を制御する光源制御ステップと
    を含み、
    １フレーム期間は、前記複数色の光源が１色ずつ点灯する単色点灯用サブフレーム期間と前記複数色の光源が任意の状態を取り得る拡張サブフレーム期間とからなり、
    前記色割れ強度算出ステップでは、任意の混色成分を着目成分としたとき、前記表示部に前記目標画像が表示される際に前記着目成分を含む表示が行われるべき１以上の画素形成部からなる領域である第１の画素領域が存在する場合に、前記第１の画素領域における前記着目成分の大きさが大きいほど前記着目成分についての前記色割れ強度が大きくされ、
    前記光源制御ステップでは、前記色割れ強度の最も大きい混色成分である最大混色成分についての前記色割れ強度が大きいほど、前記拡張サブフレーム期間に前記光源部からの出射光に含まれる前記最大混色成分の大きさが大きくなるように、前記拡張サブフレーム期間における前記複数色の光源の状態が制御されることを特徴とする、画像表示方法。

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